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Akku Fujitsu LifeBook A530 notebooksakku.com

Die neuen Zellen besitzen im Unterschied zu den bisher verbauten Zellen im Model S und Model X einen Durchmesser von 21 Millimeter und eine Länge von 70 Millimetern. Bisher verbaute Tesla handelsübliche 18650er-Zellen mit einem Durchmesser von 18 Millimetern und einer Länge von 65 Millimetern – ähnlich den Zellen, die in dieser Bauweise auch in Notebooks und anderen technischen Geräten eingesetzt werden. Interessant bei solchen signifikanten Veränderungen ist die Frage, ob damit neben der reinen Veränderung der Form auch wesentlich wichtigere Verbesserungen stattfinden, z.B. hinsichtlich der Energiedichte.

Die weiterhin in Partnerschaft mit Panasonic entwickelten Zellen werden in der sogenannten Gigafactory gefertigt, die ihren Energiebedarf irgendwann über Solarmodule und Windkraftanlagen decken soll. Über die Zellchemie und andere relevante Faktoren gibt es bisher nur wenige Angaben, was letztendlich zu Unsicherheiten und offenen Fragen führt. Das in einem Tesla Model 3 verbaute Akku-Pack mit einer Standard-Kapazität von 50kWh besteht aus 2976 einzelnen 2170er-Zellen, die zu sogenannten “Bricks” von je 31 Zellen gebündelt werden. Diese Bricks befinden sich in vier voneinander getrennten Modulen, wobei die zwei äußeren Module je 23 Bricks und die zwei inneren Module je 25 Bricks beherbergen. In den momentan verbauten “Long Range” Batterien mit 74kWh befinden sich hingegen 4416 Zellen, die zu Bricks mit je 46 Zellen zusammengefasst werden. Der Einbau erfolgt längs zum Fahrzeug, so dass sich (in der Grafik links und rechts) vorne und hinten die weiteren benötigten Komponenten befinden.

Durch das größere Zellformat konnte Tesla die Zahl der einzelnen Zellen erheblich reduzieren, jede von ihnen kann nun mehr Energie speichern. In einem Tesla Model S oder Tesla Model X mit 100kWh befinden sich zwar nur – vergleichbar mit den o.e. “Bricks” – 16 Batteriemodule, diese beherbergen allerdings je 516 Zellen. Ein Elektroauto mit dieser Gesamtkapazität bringt es also auf 8256 einzelne 18650er-Zellen.

Mit dem Einbau der neuen Zellen ergeben sich im Unterschied zu den wesentlich teureren Modellen “S” und “X” auch einige Änderungen, die nicht auf den ersten Blick ersichtlich sind. So hat sich Tesla offenbar endgültig von der ursprünglichen Idee verabschiedet, die Batteriemodule in Wechselstationen austauschen zu wollen. Die neuen Module im Model 3 sind fest mit dem Fahrzeug verschraubt und könnten nur dann entnommen werden, wenn man Teile der Innenverkleidung ablösen würde.

Zudem besitzt das Model 3 außer dem Ladeanschluss am Heck des Fahrzeugs keinen weiteren Ladeanschluß mehr. In verschiedenen Szenarien und Patenten zum Model S und Model X hatte Tesla die Möglichkeit vorgesehen, das Elektroauto komfortabel über einen Anschluß im Fahrzeugboden laden zu können, diese Idee wurde nun offenbar – vermutlich auch aus Kostengründen – verworfen.

Für Interessenten, die in kälteren Regionen wohnen, sind die elementaren Veränderungen beim Kühl- und Heizsystem relevant. Akkus müssen bei niedrigen Außentemperaturen vorgeheizt werden, was beim Model S und Model X über ein spezielles Heizsystem erfolgt. Dieses fehlt beim Model 3. Stattdessen werden die einzelnen Zellen bzw. das gesamte Modul über die Wärme des Antriebsstrangs auf Temperatur gebracht. Die Software des Fahrzeugs sendet bei entsprechend niedrigen Temperaturen ein Signal an den Elektromotor, der dann auch im Parkzustand – und dementsprechend ohne Drehmoment, selbstverständlich – die benötigte Energie und Wärme produziert. Elementar dürfte sein, dass sich die Akkuzellen auch selbst und gegenseitig erwärmen, während sie den Strom für den Elektromotor liefern. Inwieweit dieses Prinzip Auswirkungen auf die Kapazität und Reichweite des Model 3 bei konstant kälteren Temperaturen hat, wird man messen müssen. Vermutlich werden die Ingenieure einen Kompromiss angepeilt haben, der die vergleichbaren Nachteile viel zu kalter Akkuzellen adäquat ausgleicht.

Sehnlichst erwartet: Fortschritte bei der Energiedichte
Unklarheiten gibt es bei der Funktionalität der Batterie hinsichtlich der Stromabgabe. Elektrofahrzeuge sollen – so der langfristige Grundgedanke – in einem modernen Grid nicht nur in der Lage sein, Strom zu speichern. Sie sollen ihn als dezentrale und schnell reagierende Speicher auch wieder an das Grid abgeben können (V2G). Bisher deutet sich an, dass ein Model 3 normale 110V oder 230V Geräte mit Strom versorgen könnte, darüber hinaus gibt es nur Spekulationen. Tesla fertigt mit den sogenannten Powerwalls separate Speicherpacks, denen man eventuell die Idealrolle im Grid zukommen lassen will.

Zusammengefasst lässt sich anhand der Beispielrechnungen festhalten, dass die neuen 2170er-Zellen entgegen anderslautender Versprechen wohl noch (!) nicht der sehnlichst erwartete Fortschritt in puncto Energiedichte sind. Das neue Zellformat besitzt rechnerisch ein um circa 46% vergrößertes Volumen. Während man bei den 18650er Zellen von ca. 12Wh ausgeht, erhoffte man sich bisher von den neuen 2170er Zellen ca. 21Wh, mindestens aber achtzehn oder neunzehn Wh. Immerhin hatte Elon Musk gegenüber Analysten behauptet, man fertige nun mit den 2170ern die Zellen mit der höchsten Energiedichte der Welt und sei zudem am billigsten.

Aus den nun bekannt gewordenen Werten (Kapazität, Anzahl der Zellen) ergeben sich rechnerisch ca. 17Wh, was mehr oder weniger exakt der proportionalen Erhöhung des Volumens entspricht. Das wäre, angesichts des vermeintlichen technologischen Vorsprungs bei der Batteriezellenforschung und -fertigung noch ziemlich enttäuschend.

  1. http://promoclanek.cz/2018/06/21/notebooksnetzteil-com/
  2. http://kleinen2.diarynote.jp/
  3. https://www.wireclub.com/users/kleinen2/blog

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